三元里折返线隧道岩溶地基处理技术
摘 要：在处理穿越岩溶地质的地铁隧道地基时，采用充填、旋喷和袖阀管注浆等技术相结合，加固软弱地层、封堵岩溶裂隙。通过相关工艺的综合运用，取得了良好的效果。
关键词：岩溶；充填；旋喷；注浆；地基处理
1工程地质概况
三元里折返线二期工程位于广州地铁二号线北端，采用明暗挖结合的方法施工，平面布置见图 1。施工范围内隧道底板以下岩溶发育，地下水丰富，连通性极强。洞身及顶部以上为粉质粘土层，遇水软化。当土层压力小于岩溶水压时，易被击穿发生突水现象。隧道在土层之中，局部底板位于基岩面附近，开挖时有部分灰岩。
2岩溶分布概况（见图 2）
本段隧道分布着一些溶沟、溶斗、溶洞，溶斗呈漏斗状、井状，部分由溶洞顶板坍陷而成。 浅部基岩存在数十个延伸范围不大、洞高 0.2m~9m 的溶洞，溶蚀缝，蜂窝状等溶蚀现象非常发育。深部基岩有几个规模很大、洞高大于 15m 的溶洞，平面上延伸 7m~30m，这些溶洞绝大多数均无充填物。
3 地下水概况
本地段的水位为第四系孔隙水和岩溶水的混合水位，主要为岩溶水，少量第四系孔隙水，连通性很好。
4施工工法
明挖地段采取旋喷桩结合注浆止水、加固地基。暗挖地段在地面打斜孔进行袖阀管注浆，加固隧道周边地基（见图 3）。
5施工工艺及参数
5.1溶洞处理
在溶洞中心钻孔，孔径130mm；然后以该孔为圆心，半径按1.5m 的倍数，孔间距 1.5m，逐层向外钻孔，直至溶洞的边缘；钻孔深度选择为超过隧道底板以下10m；钻孔完成后，对无填充物的溶洞采用高掺量粉煤灰混凝土填充，对于有填充物的溶洞则用旋喷法高压注浆。
5.2明挖地段的施工
明挖段隧道采用钻孔灌注桩与钢管支撑构成基坑支护，开挖范围外施做止水帷幕。隧道底板以下施做 3m厚旋喷桩止水帷幕。隧道底板止水帷幕在基坑开挖至8m深时施作，微风化石灰岩地段，旋喷桩无法施作到位，采用袖阀管注浆法压注水泥水玻璃双液浆。
5.3 暗挖地段施工
待明挖段取土到一定程度已展开工作面后进行开挖，开挖前对此地段进行地面注浆处理。为保证施工安全，减小地面沉降，洞内采取小管棚加强支护。
5.4 旋喷桩施工参数
设计桩径 550mm~600mm，孔位偏差≤1cm，孔垂直度≤5%；喷射压力为20 MPa。选用42.5级普通硅酸盐水泥配制水泥浆，水灰比为0.8~1.0；喷管提升速度5cm/min~15cm/min，转速10r/min~15r/min。
5.5钻孔灌注桩施工参数
单桩设计承载力为4000kN，桩径800mm，桩间距950mm；孔位偏差、垂直度（同上）。选用 C25 自流平免振捣混凝土成桩，水泥标号为52.5 级，施工配制参数见表 1。
5.6 注浆施工参数
水泥单液浆：选用42.5 级普通硅酸盐水泥，注浆用水泥浆水灰比为 0.8~1。
水泥水玻璃双液浆： 水泥浆水灰比为 1~1.33，以 V水： V水玻璃=1： 2 稀释水玻璃；缓凝剂掺量为水泥重量的 1%~3%；V水泥浆： V水玻璃溶液=1： 1；注浆孔间距为 1.3m，浅部土层注浆终压取 1MPa~1.5MPa，深部土层注浆终压取 3MPa~4MPa，开环压力稍大于初压。
5.7 技术要点
①钻孔时钻机底座要加固，保证钻孔垂直度；不同土层应控制进尺，避免发生跳钻；漏水或遇砂层时应提高泥浆浓度，必要时采用水泥粘土浆；钻遇溶洞时，钻机出现漏水、掉钻现象。
②循环注浆，当压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆30min 左右，进浆量小于 0.4L/min 以下，结束注浆；旋喷成桩时要严格控制桩体的连续性，人员配合要默契，装卸钻杆要迅速，避免出现断桩；灌注桩钢筋笼焊缝要饱满，混凝土灌注要连续，保证成桩质量。
③基坑开挖做好监控量测，确保施工安全。
6质量监测的成果与评介
①抽水试验最大涌水量120m3/d，减少到为原来的5%左右，旋喷及注浆止水效果显著。
②在暗挖地段取芯，水泥浆脉成层、树状或块状填充于风化岩体或土体中，注浆效果好。
③本分项工程采用了高性能混凝土，大量节约了水泥，降低了施工成本，耐久性也较普通混凝土有较大改善，适合用于溶洞填充等大体积混凝土的灌注；良好的整体性、匀质性和密实性，避免振捣节约了大量人工，降低了劳动成本，减少噪音污染。
7结束语
三元里折返线二期施工，成功的运用了充填法、旋喷桩、灌注桩、注浆等技术处理岩溶发育地层。处理后的地基使隧道沉降及今后地铁运营的危害得到解决。穿越岩溶发育地层的隧道，结合施工场地条件，分别采取明、暗挖相结合进行挖支,风险较小且对周边环境不会产生较大影响。
参考文献
［1］ 杜嘉鸿.地下建筑注浆工程简明手册[M].北京：科学出版社,1998.
［2］ 戚筱俊.工程地质及水文地质[M].北京：中国水利水电出版社,1997.
［3］ 侯兆霞.基础工程[M].北京：中国建材工业出版社,2004.
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